Trabajo final del Diplomado en AI & DL Universidad Nacional de Colombia

Clasificación de cambios de coberturas vegetales en imágenes de satélite Sentinel-2 en Bogotá

Fecha: Mayo de 2021

Autores: Samuel Mesa samuelmesa@linuxmail.org, Wilgen Correa

Zona de estudio: Tunjo

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Realizar el cargue de imágenes y las áreas de enetrenamiento

Bandas a seleccionar de la imagen de entrada de SENTINEL-2, con remuestreo a 10 m de resolución espacial

  1. B2 (Blue)
  2. B3 (Green)
  3. B4 (Red)
  4. B5 (Veg. red edge)
  5. B6 (Veg. red edge)
  6. B7 (Veg. red edge)
  7. B8 (NIR)
  8. B8A (Narrow NIR)
  9. B11 (SWIR)
  10. B12 (SWIR)

La estructura de directorios es el siguiente.

+-- [nombre_proyecto]

+-- shapes: shapes de aoi y capas de superposición

+-- models: Almacena el modelo

+-- sources: imágenes satelitales de entrada

+-- results: resultados de las clasificación

+-- logs: logs del entrenamiento

+-- figures: imágenes y figuras

Se define la selección de bandas de entrenamineto y salida para todo el proceso

Anáisis exploratorio de datos

Despliegue de imágenes y análisis exploratorio

Despliegue de las áreas de entrenamiento

Entrenamineto de la red neuronal

Dividir las areas de entrenamineto y validación

Predicciones

Predicciones en la imagen

Evaluaciones

Métricas de evaluación de la clasificación

Implmenetación

Implementación dle modelo

Para imágenes SENTINEL se recomiendan los siguientes índices de vegetación:

Normalized Difference Vegetation Index (NDVI)

$$NDVI = (B8 – B4) / (B8 + B4)$$

Green Normalized Difference Vegetation Index (GNDVI)

$$GNDVI = (B8 – B3) / (B8 + B3)$$

Enhanced Vegetation Index (EVI)

$$EVI = 2.5 * (B8 – B4) / ((B8 + 6 * B4 – 7.5 * B2) + 1))$$

Advanced Vegetation Index (AVI)

$$AVI = [B8 * (1 – B4)*(B8 – B4)]^1/3$$

Análiss de cambios de coberturas vegetales multitemporal

Se realiza la combinación de secuencias de tres imágenes (t1,t2,t3). Es decir, la alerta lo genera en las últimas tres imágenes. También se construye un histótico global

ID Estado en el tiempo t1 (Red) t2 (Green) t3 (Blue) Color
1 Sin vegetación 0 0 0 Negro
2 Con vegetación 1 1 1 Blanco
3 Ganó vegetacion en t1 y t2 0 1 1 Cyan
4 Gano vegetación en t1 0 0 1 Azul
5 Perdió vegetación en t3 1 1 0 Amarillo
6 Perdió vegetación en t2 y t3 1 0 0 Rojo
7 Perdió vegetación en t2 0 1 0 Verde
8 Perdió en t2 y ganó en t3 1 0 1 Violeta

Para el global, se espera que los valores de celda más bajo (0) es que no ha generado ningún cambio, si cmabia a uno quiere decir que hubo un cambio de vegetación.